トリオニックT5.5

Trionic T5.5は、 Saab Trionicシリーズのエンジン管理システムです。点火、燃料噴射、ターボブースト圧力を制御します。このシステムは、1993 年のB234L および B234Rエンジン搭載の Saab 9000 2.3 Turbo に導入されました。

1994 年以来、多くの変化が起こりました。

• 1995 年。4 線式酸素センサー、吸気マニホールド内の電子ヒート プレート (米国およびカナダ市場では未対応)。K ラインは、車両セキュリティ システム (VSS) を介して接続され、車両を固定できます (一部の市場)。Trionic の一部制御による真空サーボ アシスト ブレーキ システム用の真空ポンプは、オートマチック トランスミッション搭載の自動車で使用されます。
• 1996 年。米国およびカナダ市場で OBD II 診断が導入され、ラムダ プローブが 2 つになりました。
• 1996、5. OBD II バリアントの EVAP システムの漏れ診断。
• 1997年。ヒートプレートが取り外される。
• 1998、5. ( Saab 9-3 )。K ラインは MIU (メイン計器ユニット) を介して接続され、TWICE (盗難警告統合中央電子機器) からのイモビライザー機能を有効にします (米国およびカナダの市場向けソフトウェアには含まれていません)。燃料ポンプ リレーはメイン リレーから電気的に供給されます。エアコンの要求信号は MIU から供給されます。酸素センサーの電気予熱はメイン リレーから供給されます。マニュアル ギアボックス付き自動車では、要求されたブースト圧力がいくらか上昇します。EVAP システムの漏れが確認されると SID メッセージが表示され、オンボード診断II バリアントで適用されます。
• 1998 年。2 つの新しいエンジン バリエーション、B204R と B204E。B204E はマニュアル ギアボックスのみで利用可能で、規定のトルクを出すには高オクタン価ガソリンが必要でした。B204E にはブースト圧力制御がないため、このエンジンは米国およびカナダ市場では利用できませんでした。スウェーデン市場の自動車には、B204E エンジン、OBD II 診断、および給油中にガソリン蒸気が周囲の空気中に漏れないようにするシステムである ORVR (オンボード給油蒸気回収システム) が装備されています。

Saab Trionic の点火システムは、点火プラグごとに 1 つずつ、合計 4 つの点火コイルを備えた点火カセットで構成されています。点火システムは容量性です。点火プラグは、燃焼および点火前/ピンギングを検出するセンサーとして使用されます。これにより、カムシャフト位置検出器とノック センサーが不要になります。この機能により、OBD II の要件である失火の効果的な検出も可能になります。燃料噴射は完全にシーケンシャルで、MAP (マニホールド絶対圧) に依存します。ブースト圧力制御 (L および R エンジン) では、ターボチャージャーのウェイスト ゲートに空気圧接続されたソレノイド バルブを使用します。

このシステムは、 Saab 900、Saab 9000、Saab 9-3モデルに搭載されています。ただし、この情報は SAAB 900 に関して最も正確です。

燃料インジェクターバルブはニードルとシートを備えたソレノイドタイプです。インジェクターのコイルを流れる電流によってバルブが開き、電流がオフになると強力なスプリングによってバルブが閉じます。燃焼を可能な限り最適化し、排気ガス排出量を抑えるために、インジェクターには 4 つの穴が設けられており、燃料の分散が良好です。燃料の噴出位置は非常に正確です (各吸気バルブの裏側に 2 つのジェット)。このため、インジェクターの固定には非常に高い要求が課せられます。この固定を確実にするために、インジェクターはシリンダー 1 と 2 の間、および 3 と 4 の間に特殊な固定具でペアで固定されます。インジェクターはメインリレーから電力供給され、ECU がインジェクターを接地します。

イグニッションをオンにすると、メイン リレーと燃料ポンプ リレーが数秒間作動します。ECU がクランキング信号 (クランクシャフト センサーから) を受信するとすぐに、4 つのインジェクターすべてを同時に使用して、冷却水温度に応じた燃料噴射を開始し、エンジンの素早い始動を保証します。エンジンを始動し、すぐにオフにすると、イグニッションがオフになってから 45 秒後に、新しい事前噴射が開始されます。

各吸気ランナーに噴射する必要がある燃料の量を決定するために、ECU はシリンダーに吸い込まれた空気の質量を計算します。この計算にはシリンダーの容積が使用されます (B204 エンジンの排気量はシリンダーあたり 0.5 リットルです)。このシリンダーの容積には、密度と質量を持つ同量の空気が保持されます。空気の密度は、吸気マニホールド内の絶対圧力と温度を使用して計算されます。燃焼のための空気の質量が計算されたので、その値を 14.7 (ガソリン質量と空気質量の化学量論的関係) で割って、各燃焼で噴射する必要がある燃料質量を決定します。インジェクターの流量容量と燃料の密度 (事前にプログラムされた値) はわかっているので、ECU は噴射の持続時間を計算できます。

酸素センサー1を使用して、噴射期間が補正され、ストイキオメトリック燃焼が得られます。急加速が発生すると、ラムダ補正がマスクされ、最大限のパフォーマンスを得るためにワイド オープン スロットル (WOT) エンリッチメントが発生します。スロットルを開くと、加速エンリッチメント (スウェーデン語でaccelerationsupprikning ) が発生し、スロットルを閉じると減速エマシエーション (スウェーデン語でdecelartionsavmagring ) が発生します。コールド スタートおよびウォーム アップ中、ラムダ補正がアクティブになる前に、冷却水温度に応じた燃料エンリッチメントが発生します。エンジンが温まり、バッテリー電圧が正常であれば、噴射期間はアイドリング時に 2.5 ミリ秒、最大トルク時に約 18 ～ 20 ミリ秒の間で変化します。

触媒は、燃料/空気の混合比が化学量論的であることを必要とします。つまり、混合比は濃くも薄くもなく、ガソリン 1 kg に対して空気 14.7 kg です (ラムダ = 1)。このため、システムには排気システムの前部に酸素センサーが装備されています。センサーは ECU のピン 23 に接続され、ピン 47 を介して ECU に接地されています。排気ガスは酸素センサーを通過します。排気ガス中の酸素含有量は化学反応によって測定され、出力電圧が生成されます。エンジンが濃く動作している場合 (ラムダが 1 未満)、出力電圧は 0.45 V を超え、エンジンが薄く動作している場合 (ラムダが 1 を超える)、出力電圧は 0.45 V 未満になります。ラムダが 1 を通過すると、出力電圧は約 0.45 V 変動します。ECU は、ラムダ = 1 が常に満たされるように、継続的に噴射期間を修正します。酸素センサーが機能するには高温である必要がありますが、この要件はセンサーを電気的に予熱することで満たされます。予熱素子はヒューズ 38 とメイン リレーを介して B+ から給電され、センサーはピン 50 を介して ECU で接地されます。ECU は、エンジン負荷とエンジン RPM に基づいて排気ガス温度 (EGT) を推定します。EGT が高い場合、電気予熱は切断されます。冷却水温度がアイドル以上および WOT 未満の負荷範囲で 18°C (64°F) を超える場合、またはアイドルで 32°C (90°F) を超える場合、エンジン始動後の最初の 640 回転中はラムダ補正はマスクされます。

ECU は MAP と吸気温度に基づいて噴射時間を計算します。その後、噴射時間は補正係数を乗算して補正されます。補正係数はメイン燃料マトリックス (スウェーデン語では huvudbränslematrisen) から取得され、MAP と RPM に依存します。噴射時間を補正する必要があるのは、シリンダーの容積効率がエンジン RPM に依存するためです。最後の補正はラムダ補正で行われ、これによりストイキオメトリック燃焼 (ラムダ = 1) が実現します。ラムダ補正により、計算された噴射時間を ±25% 調整できます。ECU はラムダ補正に基づいてメイン燃料マトリックスの補正係数を変更できるため、ラムダ補正がアクティブになっていない場合に、良好な運転性、燃費、排出量が確保されます。これを適応と呼びます。

ECU が噴射時間を 8 ミリ秒と計算したが、燃料圧力が低いためラムダ補正により 9 ミリ秒に調整された場合、ECU は新しい噴射時間を「学習」します。これは、メイン燃料マトリックス内の特定の RPM と負荷ポイントの補正係数を、9 ミリ秒の噴射時間となる新しい補正係数に変更することによって行われます。この例では、補正係数は 9/8 (+12%) 増加します。ポイント適応により、メイン燃料マトリックス内のポイントを ±25% 変更できます。適応は 5 分ごとに行われ、完了までに 30 秒かかります。適応の基準は、ラムダ補正がアクティブで、冷却水の温度が 64°C (147F) を超えていることです。適応中は、カーボン キャニスターの換気バルブは閉じられたままです。

OBDII バリアントのグローバル適応は運転中に行われます。非 OBDII バリアントでは、エンジン停止後 15 分でグローバル適応が行われます。エンジンが定義された負荷と RPM 範囲 (60～120 kPa、2000～3000 RPM) 内にある場合、ポイント適応は行われず、燃料マトリックスのすべてのポイントが乗算係数によって変更されます。グローバル適応により、メイン燃料マトリックスのポイントが ±25% 変更できます (Tech2 では ±100% と表示されます)。適応は 5 分ごとに行われ、完了するまでに 30 秒かかります。適応の基準は、ラムダ補正がアクティブで、冷却水の温度が 64°C (147F) を超えていることです。適応中は、カーボン キャニスターの換気バルブが閉じられたままになります。

スロットルが完全に閉じられ、エンジン回転数が 1900 RPM を超え、3 速、4 速、5 速の場合、わずかな遅延 (数秒) の後に燃料カットが行われます。オートマチック トランスミッション搭載車では、燃料カットはすべての段階でアクティブです。RPM が 1400 RPM に達すると、インジェクターが再度アクティブになります。

ECU から 3 番目のインジェクターへの配線もメイン機器に接続されています。メイン機器は、噴射パルスの持続時間に基づいて燃料消費量を計算します。燃料消費量は、燃料タンク内の燃料レベルを正確に表示し、SID での平均燃料消費量を計算するために使用されます。

基本充填圧力は、自動性能制御(APC)の基本です。基本充填圧力は、アクチュエータとウェイスト ゲート間のアクチュエータ プッシュロッドで機械的に調整されます。基本充填圧力が低すぎると、スロットルを素早く開いてもエンジンは期待どおりに回転しません。基本充填圧力が高すぎると、負の適応が発生し、最大充填圧力を達成できません。さらに、過早点火/ピンギングに注意して調整すると、充填圧力を十分に下げることができないため、エンジンが損傷するリスクが高くなります。基本充填圧力は 0.40 ±0.03 bar (5.80 ±0.43 PSI) とします。調整後、プッシュロッドは、ウェイスト ゲート レバーに接続するときに、少なくとも 2 回転 (2 mm) のプレテンションが必要です。その目的は、影響を受けていないときにウェイスト ゲートが閉じた状態に保たれるようにすることです。新しいターボ チャージャーでは、プレテンションが 2 回転の場合、基本充填圧力は上限許容値付近またはそのすぐ上になる傾向があります。プレテンションは、2 回転 (2 mm) 未満にすることはできません。基本充填圧力をチェックする場合、圧力は高回転数では低下し、外気温が低いと上昇することに注意してください。

充電圧力調整には、ターボチャージャーのウェイストゲート、ターボチャージャーの出口、およびコンプレッサーの入口にホースで空気圧接続された 2 つのコイル付き 3 方向ソレノイド バルブが使用されます。ソレノイド バルブは、ヒューズ 13 を介して +54 から電力を供給され、ECU によってピン 26 およびピン 2 を介して制御されます。制御電圧は、2500 RPM 未満では 90 Hz、2500 RPM 以上では 70 Hz のパルス幅変調 (PWM) です。この変更の理由は、空気圧ホースの共振現象を回避するためです。ピン 2 をピン 26 より長く接地すると充電圧力が低下し、逆にピン 26 をピン 2 より長く接地すると充電圧力が上昇します。充電圧力を調整できるようにするには、ECU はまず要求圧力、つまりシステムが目指すべき圧力値を計算する必要があります。これは、事前にプログラムされた値 (RPM とスロットル開度に関して確立された値のマトリックス) を取得することによって行われます。WOT では、エンジンが要求されたトルクを確実に得られるように、各 RPM の圧力値が選択されます。

以下の基準の 1 つまたは両方が満たされると、充填圧力の制限が設定されます。

• 1 速、2 速、および後進ギアには、信頼できる RPM の最大値があります。ECU は、自動車の速度とエンジン RPM を比較して、どのギアが使用されているかを計算します。
• 早期点火/ピンギングが発生すると、各シリンダーの点火遅延からの平均値に基づいて最大チャージ圧力が設定されます。

以下の基準の 1 つまたは両方により、充電ブースト圧力が基本ブースト圧力まで低下します。

• ブレーキペダルが踏み込まれ、ECU のピン 15 にバッテリー電圧が供給されます。
• 特定の障害コードが設定されています (スロットル位置センサー (TPS)、圧力センサー、早期点火/ピンギング信号、または充電圧力調整の障害)、またはバッテリー電圧が低下しています。

必要なチャージ圧力が最終的に計算されると、それがソレノイドバルブを制御する PWM 信号に変換されます。次に、ECU は実際の圧力 (圧力センサーで測定) が必要な圧力と一致するように制御します。必要に応じて、PWM は補正係数を乗算して微調整されます。補正係数 (適応) は ECU のメモリに保存され、常に PWM 信号の計算に使用されます。この理由は、負荷の変化が発生した後、実際の圧力ができるだけ早く必要な圧力と等しくなるようにするためです。

Trionic 5 で使用される赤い点火カセットは、スパークプラグの上にあるバルブカバーに取り付けられています。点火カセットには、二次コイルが直接スパークプラグに接続された 4 つの点火コイル/トランスがあります。カセットには、メインリレー (B+) からバッテリー電圧が供給され、アースポイントで接地されています。メインリレーが作動すると、バッテリー電圧が 400 V DC に再変換され、コンデンサに蓄えられます。400 V の電圧は、4 つのスパークコイルの一次コイルの極の 1 つに接続されます。点火カセットには、Trionic ECU からピン 9 (シリンダ 1)、ピン 10 (シリンダ 2)、ピン 11 (シリンダ 3)、およびピン 12 (シリンダ 4) の 4 つのトリガーラインが接続されています。 ECU がピン 9 を接地すると、最初のシリンダーの一次コイルが接地され (点火カセット B+ 吸気口を介して)、400 V がシリンダー 1 の二次コイルで最大 40 kV まで変換されます。残りのシリンダーの 点火タイミングを制御するためにも同じ手順が使用されます。

始動時の点火ポイントは 10° BTDC です。冷却水温度が 0°C 未満の場合に始動を容易にするために、ECU は 10° BTDC から 20° ATDC の間で各トリガー ラインを毎秒 210 回接地し、「マルチ スパーク」が発生します。この機能は、エンジン速度が 900 RPM までアクティブです。アイドリング時には、特別な点火マトリックスが使用されます。通常の点火ポイントは 6°～8° BTDC です。エンジンが停止した場合 (例: 冷却ファンの作動)、点火ポイントは 20° BTDC まで進められ、エンジン トルクを増大させてアイドリング RPM を回復します。同様に、エンジン RPM が増加すると点火が遅らせられます。TPS がスロットル開度の増加を感知すると、ECU はアイドル点火タイミング マップを離れ、負荷とエンジン速度に関して点火タイミングを調整します。

エンジンの動作中、イグニッション カセットはシリンダー内のイオン電流を継続的に監視し、ノッキングが発生すると Trionic ECU のピン 44 に信号を送信します。この機能のロジックはイグニッション カセットにのみ存在し、妨害となる燃料添加剤を処理できるように適応しています。Trionic ECU はどのシリンダーが点火したかをよく認識しているため、1 つのピンを介した情報フィードに対処できます。ピン 44 への信号と燃焼室内のイオン電流は相互に関連しており、この信号が特定のレベルに達すると、ECU はこれをノッキング イベントと解釈し、まずこのシリンダーの点火進角を 1.5° 下げます。ノッキングが繰り返されると、点火進角はさらに 1.5° 下げられ、最大 12° になります。すべてのシリンダーで点火時期の進角が同様に下げられた場合、ECU はすべてのシリンダーに少量の燃料を追加します。 MAP が 140 kPa を超えるときにノッキングが発生すると、燃料噴射マトリックスと点火進角マトリックスの両方を切り替えることでノッキングが制御されます。これが十分でない場合は、充填圧力が低下します。この手順の目的は、良好なパフォーマンスを維持することです。点火カセットと ECU 間の信号が失われた場合、充填圧力は基本充填圧力まで低下し、エンジン負荷によるノッキングのリスクがある場合は点火時期の進角が 12° 低下します。

Trionic システムにはカムシャフト位置センサーがありません。このセンサーは通常、シーケンシャルなプリイグニッション/ピンギング調整および燃料噴射の前提条件です。Saab Trionic は、クランクシャフト位置センサーがシリンダー 1 と 4 が TDC にあることを示したときに、シリンダー 1 とシリンダー 4 のどちらが点火するかを決定する必要があります。これはイオン化電流を利用して行われます。スパーク コイルの二次コイルの極の 1 つは、通常の方法でスパーク プラグに接続されています。もう一方の極は直接接地されておらず、80 V の電圧に接続されています。つまり、スパークが点火されているとき以外は、スパーク プラグのスパーク ギャップに 80 V の電圧が印加されます。燃焼が発生すると、燃焼室内の温度が非常に高くなります。ガスはイオンとして形成され、電流を伝導し始めます。その結果、スパーク プラグ ギャップに電流が流れます (スパークは発生しません)。イオン化電流はペアで測定され、シリンダー 1 と 2 が 1 つのペア、シリンダー 3 と 4 がもう 1 つのペアです。シリンダー 1 または 2 で燃焼が発生すると、点火カセットはバッテリー電圧 (B+) パルスを ECU のピン 17 に送信します。シリンダー 3 または 4 で燃焼が発生すると、B+ パルスは ECU のピン 18 に送られます。クランクシャフト位置センサーがシリンダー 1 と 4 が TDC にあることを示し、B+ パルスがピン 17 を介して同時に ECU に入ると、ECU はシリンダー 1 が点火したことを認識します。始動時に、ECU はどのシリンダーが圧縮段階にあるかを認識しないため、シリンダー 1 と 4 の両方で点火が開始され、クランクシャフトの 180 度後にシリンダー 2 と 3 で火花が散ります。燃焼信号がピン 17 とピン 18 を介して ECU に入るとすぐに、点火と燃料噴射がエンジンの点火順序に同期されます。燃焼信号は失火の検出にも使用されます。

ヒートプレートは、ウォームアップ時の排出量を減らすために使用されます。ヒートプレートは、噴射された燃料をシリンダーに吸い込まれる前に気化させ、ウォームアップ段階で A/F 混合物に追加燃料を投入する必要を減らし、排出量を減らします。エンジンが始動し、冷却水の温度が +85°C 未満になると、ECU のピン 29 が接地され、エンジン コンパートメントのリレーがアクティブになり、ヒートプレートの電気回路が閉じます。回路は 40 A MAXI ヒューズで保護されています。冷却水の温度が +85°C を超えるか 4 分が経過すると、ヒートプレートはオフになります。

吸気時の空気抵抗の増加を補うために、ヒート プレートを装備したエンジンでは、充電圧力がわずかに調整されています (約 +0.2 bar)。つまり、ヒート プレートを備えた LPT モデルには、基本充電圧力よりも充電圧力を上げるソレノイド バルブが装備されています。

ヒートプレートが故障した場合、エンジンが冷えた状態で運転しているときに吸気口に凝縮した燃料が原因で、車の運転に問題が生じる可能性があります。ヒートプレートのないエンジンでは、この凝縮した燃料は A/F 混合気を濃くすることで補われます。

ヒートプレートはソフトウェアによってアクティブ化され、さまざまなアルゴリズムでプレートを使用し、プレートの存在によって引き起こされる吸気制限を補正できるようになります。

シフトアップ ランプは OBD II 車に搭載されています。このランプは、ドライバーが経済的に運転するのに役立ちます。このランプはイグニッション電源 (+15) によって供給され、Trionic ECU のピン 55 で接地されます。シフトアップ ランプは、イグニッションを 3 秒間オンにして回路をテストすると点灯します。通常の運転中は、軽負荷で運転中に特定の RPM に達するとランプが点灯します。ワイド オープン スロットルでは、RPM が 6000 RPM に近づくとシフトアップ ランプが点灯します。5 速ではランプは点灯しません。エンジンが冷えているときに、より速いウォームアップを促進するために、より高い RPM でライトが点灯します。

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